TWM536117U - 用於銲線設備的供氣裝置改良 - Google Patents

Description

用於銲線設備的供氣裝置改良

本創作係與一種銲線設備有關，尤指一種用於銲線設備的供氣裝置改良。

按，在半導體封裝製程中，常使用純金、鋁矽、金銀、純銅、鍍銅或其他種類的封裝導線(或稱為銲線)，將晶片以銲線接合方式電連接於電路板或引腳上，且此種製作方式大部份皆是透過一銲線設備來達成；然而，此等銲線設備為因應各種不同封裝導線性質會有相異的配設，有些封裝導線極易與空氣中的氧分子結合而生成氧化物，有些封裝導線則易在焊球表面產生粗糙面，或使焊球產生偏斜、扭曲等諸多問題。

習知用於半導體的銲線設備，如本國發明專利證書號數TWI298915所揭露，其主要包括一工作平台，在此工作平台的上方配設有一銲針及對應銲針配置的一放電棒；另在銲針(或稱為瓷嘴、劈刀)上方安裝有一切線夾及從切線夾和銲針中心送出一銲線的一送線機構，其中銲針可在工作平台上方進行多方向移動，而放電棒則可以對從銲針送出的銲線進行加熱並形成銲球，然後再進行銲線接合；如此，以構成一銲線設備。

然而，用於半導體的銲線設備，在實際使用上仍存在有下述的問題點，由於其係在一般的空氣中進行，在銲線被放電棒尖端放電加熱所產生的熔融焊球的金屬表面，極易與空氣中的氧分子形成氧化作用，致使在銲球表面生成粗糙表面或產生銲球偏移、扭曲等非圓球的現象。

因此，發展出一種用於銲線設備的供氣裝置，銲線設備包含一銲針及對應銲針配設的一放電構件，放電構件具有一放電棒，供氣裝置包括一氣體輸出器及一氣體供給機構，氣體輸出器具有固定在所述放電棒的一固定管及連結固定管並環設形成於放電棒外周緣的一噴嘴，又噴嘴為一圓錐形彎管；氣體供給機構具有連通固定管的一輸氣管，用以提供從噴嘴流出並吹向銲針之自由端的氣體，藉此，去除空氣中氧的干擾使其具有抗氧化作用、能提昇銲球的內聚力及增加銲球表面光滑性，進而提昇銲接性能。

然而，氣體從噴嘴吹出以吹拂銲球時，會受到放電棒所阻礙，而使得氣體之實際吹拂範圍不夠全面性，造成氣體無法充分地吹拂此銲球，銲球的中心線便不能與銲線的軸心線重合對正，另外，因氣體無法充分地且不斷地的吹拂著銲球外表面，令銲球受到氣體保護的效果不完全，亦即，使得銲球的抗氧化作用及表面光滑性與潔淨度成效不佳，再者，放電棒不能在呈圓錐形彎管狀之噴嘴中自由移動，因此，無法調整銲線熔融之程度，令使用範疇上之自由度受到限制。

僅管申請人一再針對上述問題提出改善的技術方案，但仍然有精進與加強的空間。

有鑑於此，本創作人係為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本創作。

本創作之主要目的，在於可提供一種用於銲線設備的供氣裝置改良，其主要在供氣上提供更進一步全面性地吹拂效果，進而使形成於焊線自由端的焊球能更加有效地藉助氮氣或氮氫混合氣體作充分且不斷地混合作用，以具有提升的抗氧化作用及可有效地增加表面的光滑性與潔淨度等。

為了達成上述之目的，本創作係提供一種用於銲線設備的供氣裝置改良，所述銲線設備包含一銲針及對應所述銲針配設的一放電構件，所述放電構件具有一放電棒，該供氣裝置包括：一氣體輸出器，以陶瓷材料製成，具有一呈中空狀的氣體混合區、以及一連通該氣體混合區而呈弧狀延伸的破槽，並設有通往該氣體混合區之第一進氣口、以及通往該破槽且遠離該氣體混合區的第二進氣口，且該氣體混合區供所述銲針對應，而該第一進氣口則供所述放電棒穿設於內；以及一氣體供給機構，包含連通該第一、二進氣口之輸氣管，用以提供吹向所述銲針之自由端後再吹向所述放電棒的氣體。

<本創作>

10‧‧‧氣體輸出器

100‧‧‧氣體混合部

101‧‧‧氣體輸送部

11‧‧‧氣體混合區

110‧‧‧破槽

111‧‧‧第一進氣口

112‧‧‧第二進氣口

113‧‧‧嵌槽

12‧‧‧蓋板

120‧‧‧貫孔

20‧‧‧氣體供給機構

21‧‧‧儲氣筒

22‧‧‧調壓閥

23‧‧‧電氣控制單元

24‧‧‧輸氣管

6‧‧‧銲線設備

61‧‧‧工作平台

62‧‧‧銲針

63‧‧‧放電構件

631‧‧‧放電棒

632‧‧‧放電棒尖端

64‧‧‧切線夾

7‧‧‧銲線

8‧‧‧基板

81‧‧‧墊片

9‧‧‧晶片

圖1係本創作供氣裝置與銲線設備之組合示意圖。

圖2係本創作氣體輸出器之立體分解示意圖。

圖3係本創作氣體輸出器之平面組合俯視圖。

圖4係本創作氣體輸出器與銲針、銲線之位置關係圖。

圖5係本創作供氣裝置應用於銲線設備之使用狀態剖視圖。

圖6係本創作供氣裝置應用於銲線設備之使用狀態俯視圖。

圖7係本創作銲線設備應用於基板與晶片之打線作動圖(一)。

圖8係本創作銲線設備應用於基板與晶片之打線作動圖(二)。

圖9係本創作銲線設備應用於基板與晶片之打線作動圖(三)。

圖10係本創作銲線設備應用於基板與晶片之打線作動圖(四)。

為了能更進一步揭露本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

請參閱圖1，係為本創作供氣裝置與銲線設備之組合示意圖。本創作係提供一種用於銲線設備的供氣裝置改良，該銲線設備6可用於IC、LED或SAW等封裝，其主要包含一工作平台61、一銲針62及對應銲針62配設的一放電構件63，銲針62及對應銲針62配置的放電構件63係配設在此工作平台61的上方，此放電構件63具有一放電棒(EFO)631及從放電棒631向外延伸出的一放電棒尖端632；另外，在銲針62上方安裝有一切線夾64及從切線夾64和銲針62中心送出一銲線7的一送線機構(圖未示)，此銲線7係可為純金、鋁矽、金銀、純銅、鍍銅或其他種類的封裝導線，其中銲針62係可在工作平台61上方進行多方向移動，而放電棒尖端632則可以對從銲針62送出的銲線7進行加熱。

請一併參閱圖1、圖2及圖3所示，本創作所述之供氣裝置包括一氣體輸出器10及一氣體供給機構20，該氣體輸出器10係為具有絕緣性的陶瓷材料所製成者，並具有一氣體混合部100與一氣體輸送部101，且前述陶瓷材料所製成至少係指該氣體混合部100，其中之氣體混合部100呈中空狀的內部形成有一氣體混合區11、以及一連通該氣體混合區11而呈弧狀延伸的破槽110，並於該氣體輸出器10上設有通往該氣體混合區11之第一進氣口111、以及通往該破槽110且遠離該氣體混合區11的第二進氣口112，第一、二進氣口111、112係由氣體混合部100通過氣體輸送部101而延伸至氣體輸送部101末端，以與氣體供給機構20連接，並於第一進氣口111內供放上述電構件63之放電棒631穿設於內(即如圖4所示)；另外，所述氣體混合區11可呈一圓環狀，以供進入的氣體圍繞於進入氣體混合區11之銲線7自由端周圍。此外，該氣體混合部100上設有一涵蓋該氣體混合區11與破槽110的蓋板12，並可於該氣體混合部100上表面凹設一與該蓋板12相配合的嵌槽113，且蓋板12對應氣體混合區11開設有一貫通該氣體混合區11的貫孔120，以供銲針62之自由端對應，在此實施例中，放電棒尖端632係鄰近至貫孔120從正上方投影視角下的邊緣處。

承上，該氣體供給機構20包含一儲氣筒21、一調壓閥22、一電氣控制單元23及一輸氣管24，氣體供給機構20用以提供吹向銲針62之自由端後再吹向放電棒631的氣體。進一步說明，氣體存放於此儲氣筒21的內部，氣體可為一氮氣或氮氫混合氣體，調壓閥22及電氣控制單元23則是通過輸氣管24與儲氣筒21彼此連通，在此處，輸氣管24係連通至該氣體輸出器10之第一、二進氣口111、112，詳加界定，係以第一、二進氣口111、 112供輸氣管24套接。如此，即可達成氣體供給機構20與氣體輸出器10連接，並透過氣體供給機構20而對氣體輸出器10之氣體混合區11做全面性地供氣動作，同時使氣體僅可從貫孔120散逸出。

請參閱圖5及圖6所示，使用時係從儲氣筒21提供氮氣或氮氫混合氣體，此等氣體從輸氣管24依序流經調壓閥22及電氣控制單元23後，再流入氣體輸出器10內部(即氣體混合區11)，並從貫孔120散逸出；此時，放電棒尖端632對從銲針62送出的銲線7進行放電，在銲線7自由端將產生熔融的圓球狀銲球，而氮氣或氮氫混合氣體會不斷的吹拂著銲球。由於氣體吹拂銲球時，除了供放電棒631設置的第一進氣口111外，第二進氣口112則不會受到放電棒631所阻礙，並可順著呈弧狀延伸的破槽110進入氣體混合區11，而供放電棒631設置的第一進氣口111也能瀰補第二進氣口112吹拂因不夠全面等角度上的問題；據此，此銲球的中心線係受氮氣或氮氫混合氣體充分地吹拂而更能較佳地與銲線7的軸心線重合對正，並且，銲球藉助氮氣或氮氫混合氣體充分地且不斷地的吹拂著銲球外表面而具有提升的抗氧化作用及可有效地增加表面的光滑性與潔淨度。此外，因氣體會在貫孔120週遭擴散，使得銲球受到氣體保護的效果更加，再者，放電棒631可在氣體輸出器10內自由移動，因而能調整銲線7熔融之程度，擴展使用範疇上之自由度。

是以，藉由上述之構造組成，即可得到本創作用於銲線設備的供氣裝置改良。

據此，請參閱圖7至圖10所示，為銲線設備應用於基板與晶片打線的各作動圖，在完成銲線7自由端的圓球狀銲球後，可對置放在工作 平台61上方的基板8與晶片9進行打線連接，基板8上設有供晶片9置放的固定區，並於此固定區外周圍佈設有墊片(PAD)81，銲針62作動時係先移動至晶片9之待銲球進行銲接後，再由銲針62朝外側移動至墊片81予以銲固並切斷。

綜上所述，本創作實為不可多得之新型創作產品，其確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合新型專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障創作人之權利。

惟以上所述僅為本創作之較佳可行實施例，非因此即拘限本創作之專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之等效結構變化，均同理皆包含於本創作之範圍內，合予陳明。

10‧‧‧氣體輸出器

100‧‧‧氣體混合部

101‧‧‧氣體輸送部

11‧‧‧氣體混合區

110‧‧‧破槽

111‧‧‧第一進氣口

112‧‧‧第二進氣口

113‧‧‧嵌槽

12‧‧‧蓋板

120‧‧‧貫孔

Claims (8)

1. 一種用於銲線設備的供氣裝置改良，所述銲線設備包含一銲針及對應所述銲針配設的一放電構件，所述放電構件具有一放電棒，該供氣裝置包括：一氣體輸出器，以陶瓷材料製成，具有一呈中空狀的氣體混合區、以及一連通該氣體混合區而呈弧狀延伸的破槽，並設有通往該氣體混合區之第一進氣口、以及通往該破槽且遠離該氣體混合區的第二進氣口，且該氣體混合區供所述銲針對應，而該第一進氣口則供所述放電棒穿設於內；以及一氣體供給機構，包含連通該第一、二進氣口之輸氣管，用以提供吹向所述銲針之自由端後再吹向所述放電棒的氣體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於銲線設備的供氣裝置改良，其中該氣體輸出器係具有一氣體混合部與一氣體輸送部，且該氣體混合區與該破槽皆形成於該氣體混合部上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之用於銲線設備的供氣裝置改良，其中該氣體混合部上係設有一涵蓋該氣體混合區與該破槽的蓋板，且該蓋板對應該氣體混合區開設有一貫通該氣體混合區的貫孔。
4. 如申請專利範圍第3項所述之用於銲線設備的供氣裝置改良，其中該氣體混合部上表面係凹設一與該蓋板相配合的嵌槽。
5. 如申請專利範圍第2項所述之用於銲線設備的供氣裝置改良，其中該第一、二進氣口係由該氣體混合部通過該氣體輸送部而延伸至該氣體輸送部末端，以與該氣體供給機構之輸氣管連接。
6. 如申請專利範圍第1至5項任一項所述之用於銲線設備的供氣裝置改良，其中所述氣體混合區係呈一圓環狀。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於銲線設備的供氣裝置改良，其中氣體為氮氣或氮氫混合氣體。
8. 如申請專利範圍第1項所述之用於銲線設備的供氣裝置改良，其中該氣體供結機構更包括一儲氣筒、一調壓閥及一電氣控制單元，該調壓閥及該電氣控制單元通過該輸氣管與該儲氣筒彼此連通。